Wymiana powietrza między przestrzenią wewnętrzną budynku a otoczeniem zewnętrznym jest procesem niezbędnym do utrzymania odpowiedniej jakości środowiska powietrznego w pomieszczeniach użytkowanych przez ludzi. Mechanizmy napędzające ten przepływ mogą mieć charakter naturalny lub wymuszony, a sposób organizacji wymiany powietrza decyduje o tym, z jakim rodzajem wentylacji mamy do czynienia. Klasyfikacja systemów wentylacyjnych opiera się na dwóch kryteriach: źródle energii napędzającej przepływ powietrza oraz sposobie jego dystrybucji w pomieszczeniu.
Wentylacja naturalna
Najprostszym i historycznie najstarszym sposobem wymiany powietrza jest wentylacja naturalna, w której przepływ powietrza między pomieszczeniem a otoczeniem odbywa się wyłącznie za sprawą czynników naturalnych, bez udziału jakichkolwiek urządzeń mechanicznych. Siłą napędową jest tutaj różnica ciśnień wynikająca z dwóch zjawisk fizycznych: różnicy gęstości powietrza wewnętrznego i zewnętrznego (będącej konsekwencją różnicy temperatur) oraz oddziaływania wiatru na przegrody budynku. Oba te czynniki mogą działać równocześnie, wzmacniając się nawzajem lub – w niekorzystnych konfiguracjach – częściowo kompensując.
Szczególnym przypadkiem wentylacji naturalnej jest wentylacja grawitacyjna, w której wymiana powietrza odbywa się wyłącznie pod wpływem różnicy gęstości powietrza wewnętrznego i zewnętrznego, a droga przepływu prowadzi przez specjalnie zaprojektowane otwory i kanały wentylacyjne. Ciepłe, lżejsze powietrze wewnętrzne unosi się ku górze i wypływa przez kanały wywiewne, natomiast chłodniejsze, gęstsze powietrze zewnętrzne napływa przez otwory nawiewne lub nieszczelności w przegrodach budowlanych. Skuteczność wentylacji grawitacyjnej jest silnie uzależniona od warunków atmosferycznych – spada latem, gdy różnica temperatur wewnętrznej i zewnętrznej jest niewielka, i rośnie zimą, gdy kontrast temperatur jest największy. Z tego względu wentylacja grawitacyjna nie może być traktowana jako niezawodne rozwiązanie w budynkach o podwyższonych wymaganiach jakości powietrza wewnętrznego.
Odrębnym zjawiskiem, niebędącym celowym systemem wentylacyjnym lecz nieuchronnie towarzyszącym eksploatacji budynków, jest infiltracja – niekontrolowany napływ powietrza zewnętrznego przez nieszczelności w przegrodach budowlanych, wywołany podciśnieniem panującym wewnątrz pomieszczenia. Zjawiskiem odwrotnym jest eksfiltracja – niekontrolowany wypływ powietrza wewnętrznego na zewnątrz w wyniku nadciśnienia w pomieszczeniu. Oba zjawiska są niepożądane z punktu widzenia bilansu energetycznego budynku i kontroli jakości powietrza wewnętrznego, choć w budynkach wyposażonych wyłącznie w wentylację grawitacyjną infiltracja stanowi de facto główne źródło powietrza nawiewanego.
Wentylacja mechaniczna
Gdy przepływ powietrza jest wymuszany przez urządzenia mechaniczne – przede wszystkim wentylatory napędzane silnikami elektrycznymi, ale także injektory czy eżektory – mamy do czynienia z wentylacją mechaniczną. W odróżnieniu od wentylacji naturalnej, wentylacja mechaniczna jest niezależna od warunków atmosferycznych i zapewnia przewidywalny, kontrolowany strumień powietrza przez cały rok, niezależnie od pory dnia i sezonu. Możliwe jest przy tym precyzyjne regulowanie zarówno ilości nawiewanego i wywiewanego powietrza, jak i jego parametrów jakościowych – temperatury, wilgotności, czystości i prędkości. Wentylacja mechaniczna stanowi zatem podstawę nowoczesnych systemów klimatyzacji i stanowi nieodzowny element budynków o podwyższonych wymaganiach środowiskowych: szpitali, laboratoriów, pomieszczeń czystych, hal produkcyjnych czy budynków biurowych klasy A.
Wentylacja ogólna i lokalizująca
Niezależnie od źródła energii napędzającej przepływ, systemy wentylacyjne można klasyfikować ze względu na sposób organizacji wymiany powietrza w pomieszczeniu.
Wentylacja ogólna polega na wymianie całego wolumenu powietrza w pomieszczeniu – powietrze zużyte i zanieczyszczone usuwane jest z całej kubatury, a na jego miejsce dostarczane jest powietrze świeże, pobrane z zewnątrz i odpowiednio uzdatnione. Powietrze nawiewane transportowane jest siecią kanałów i wprowadzane do pomieszczenia przez nawiewniki, których rozmieszczenie i dobór mają decydujący wpływ na równomierność dystrybucji powietrza i komfort przebywających w pomieszczeniu użytkowników. Przed wprowadzeniem do pomieszczenia powietrze zewnętrzne musi zostać uzdatnione – co najmniej odfiltrowane, a w instalacjach klimatyzacyjnych również ogrzane lub schłodzone, osuszone lub nawilżone. Wentylacja ogólna może pracować w trybie ciągłym przez cały czas użytkowania pomieszczenia lub okresowo – na przykład w salach konferencyjnych czy salach wykładowych uruchamiana jest jedynie w trakcie ich zajętości.
Wentylacja lokalizująca stosowana jest wówczas, gdy zanieczyszczenia – pyły, pary, gazy, ciepło lub wilgoć – wydzielają się w określonych, możliwych do zlokalizowania miejscach, najczęściej w związku z prowadzonym procesem technologicznym. Zamiast rozcieńczać zanieczyszczenia w całej objętości powietrza pomieszczenia, co wymagałoby ogromnych strumieni powietrza wentylacyjnego, wentylacja lokalizująca przechwytuje je możliwie blisko miejsca powstawania, zanim zdążą się rozprzestrzenić. Służą do tego odpowiednio skonstruowane zakończenia kanałów wywiewnych, zwane odciągami miejscowymi – okapy, ssawki, obudowy hermetyczne czy ekrany przepływowe. Wentylacja lokalizująca jest na ogół znacznie bardziej ekonomiczna niż wentylacja ogólna, gdyż wymaga wielokrotnie mniejszych strumieni powietrza do osiągnięcia tego samego efektu higienicznego. W pomieszczeniach technologicznych z emisją zanieczyszczeń pyłowych i gazowych stanowi często jedyne skuteczne rozwiązanie pozwalające utrzymać stężenia szkodliwych substancji poniżej dopuszczalnych wartości NDS (Najwyższe Dopuszczalne Stężenie).
Wentylacja miejscowa jest rozwiązaniem pośrednim, stosowanym w dużych pomieszczeniach o ogólnie niekorzystnych warunkach środowiskowych – najczęściej przy znacznym wydzielaniu ciepła – w których pracuje niewiele osób na ściśle wyodrębnionych stanowiskach pracy. Zamiast wentylować całą halę, co byłoby energetycznie i ekonomicznie nieuzasadnione, nawiewane jest odpowiednio uzdatnione powietrze bezpośrednio do strefy przebywania pracowników, tworząc wokół stanowisk pracy mikroklimat spełniający wymagania higieniczne. Rozwiązanie to pozwala zapewnić akceptowalne warunki pracy przy stosunkowo niewielkich nakładach inwestycyjnych i eksploatacyjnych, co czyni je atrakcyjnym wyborem w halach przemysłowych, gdzie kompleksowa klimatyzacja całej kubatury byłaby ekonomicznie nieuzasadniona.